挥发性有机废气生物处理技术研究进展
摘要：在工业发展过程中，废气处理是重难点问题，对此，应采取科学、合理的方法，加强对工业废气处理效果。本文主要探讨了挥发性有机废气生物处理技术研究进展，希望能够为相关工作者提供借鉴。
关键词：挥发性有机废气；生物处理技术；研究进展
中图分类号：X701.7 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）03-0041-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.023
Abstract：In the process of industrial development， gas processing is heavy and difficult problems， this also should adopt scientific and reasonable method， strengthen the industrial waste gas treatment effect， this paper mainly discusses the volatile organic waste gas biological treatment technology research progress， hope to provide reference for relevant workers.
Key words： Volatile organic waste gas； Biological treatment technology； Research progress
目前我国有许多的工业企业，如石油、化工、印刷等，经常排放有机废气，对我国环境造成了严重的污染，对人们的健康也产生了严重的威胁。挥发性有机废气的成分主要包括硫化物、烃类以及氨等，部分有机废气具有一定的毒性，所以必须加强挥发性有机废气的治理，可以进行回收利用。所以本文在此进一步探讨挥发性有机废气生物处理技术研究进展，以此提高挥发性有机废气的处理技术水平。
1 生物法处理挥发性有机废气的基本理论
目前我国部分城市挥发性有机废气较为严重（如表1所示），所以还应采用合理的方法，对挥发性有机废气进行处理。在处理挥发性有机废气过程中，采用生物法处理，可以达到良好的效果。针对生物法处理挥发性有机废气已经进行较多的探究，目前应用较为广泛的“吸收-生物膜”处理方法，是由荷兰学者提出的。“吸收-生物膜”处理方法是在溶入浓度梯度作用下，将被水吸收的挥发性有机物扩散到生物膜上，通过与微生物接触后，对污染物进行的分解，将其分解成无害物质，如H2O、CO2等。之后相关工作者针对“吸收-生物膜”处理方法进行了完善，并提出了新的生物处理方法，即“吸附-生物膜”。利用该方法进行处理时，生物膜表面直接吸附污染物，通过与微生物接触后，将污染物分解成H2O、CO2等物质[1]。从上述内容可知，生物法处理挥发性有机物，其重点在于吸附降解，完善了以往的生物处理理论。如下表所示[2]：
2 挥发性有机废气的生物法处理技术
在处理挥发性有机废气过程中，利用生物法处理技术，主要是对废气进行转移，使其吸附在液膜上，使得污染物在新陈代谢作用下，实现有效降解，最终转化为成H2O、CO2等无害化物质，进而实现挥发性有机废气的有效净化。生物法处理技术具有较多的优点，具体表现在安全性好、操作简单、处理效果好以及投资运行费用低等。目前采用生物法处理技术进行废气物的净化，其涉及的装置主要包括三种，即生物滤池、生物滴滤塔以及生物洗涤器装置等。
2.1 生物滤池
利用生物滤池对废气进行处理，具体过程如下：首先利用生物滤池中的过滤器将废气中的颗粒物进行去除，其次对湿度以及温度的进行调节，之后使废气进入生物滤池中，废物污染物以及氧气经过生物填料层进行扩散，之后到载体外层的水膜被氧化分解成无害物质。在处理挥发性有机废气体时，微生物发挥了至关重要的作用，并且通过生物滤池能够将挥发性有机废气中的大部分有害物质处理掉，可以达到良好的处理效果。一般情况下，浓度在1000mg/m3以下的有机废气处理过程中适合采用生物滤池，该方法具有二次污染小、设备简单易操作等优点，但是也存在一定的不足，主要表现在滤池面积大等方面。
目前在挥发性有机废气处理过程中，生物滤池应用较为广泛，并对生物滤池的应用研究较多。生物滤池装置设计，高效降解菌采用甲苯，之后进行检验，检验结果表明：在一定的条件下，利用甲苯作为高效降解菌，最高降解率可以达到89.7%；研究人员改进了生物过滤塔，通過实验研究表明，有机废气入口浓度在25mg/m3以下，净化效率可以达到97%以上，当浓度在25mg/m3以上，随着进口气体流量增加，净化效率会下降[3]。
2.2 生物滴滤塔
生物滴滤塔是有效处理挥发性有机废气的技术之一。一层或多层填料填充塔是生物滴滤塔的主体部分，填料表面为生物膜，需要进行驯化培养。填料层应喷洒一些可溶性无机盐，在喷洒过程中，应按照自上而下的顺序，进行均匀的喷洒，之后从塔底排出，并对排出的可溶性无机盐进行循环利用。采用生物滴滤塔处理挥发性有机气体时，废气从塔底进入后，挥发性有机废气与塔内的生物膜接触后，废气会进行分解以及净化，并从塔顶释放处理后的气体，并随着废液排除代谢产物。据相关资料显示，生物滴滤塔具有较大优势，主要有净化效率高、操作简单等优点，但是对于填料需要定期进行更换，否则容易造成生物量堵塞。
生物滴滤塔在国内应用不够广泛，正处于研究阶段，相关工作者在研究生物滴滤塔时，填料采用的是菌丝体热解碳，塔中填装的填料有两种，一种为热解碳，另一种为木屑和木屑单，并采用并联方式，然后实施微生物净化苯乙烯气体实验。与单一填料相比，混合填料挂净化速度快，在一定条件下，净化效率可以达到92%以上[4]。
2.3 生物洗涤器
生物洗涤器主要由两部分组成，一部分为传质洗涤器，另一部分为生物降解反应器。微生物群存在于洗涤器中，并以悬浮状态呈现，在生物相和水相流动过程中，采用的是循环方式。在使用生物洗涤器时，需要洗涤悬浮液，常用的是活性污泥。对废气处理后，需要间隔一段时间才能实现再生。在处理挥发性有机废气时，采用生物洗滌器进行处理，其优势在于生物填料不易堵塞、反应器操作条件易控制等。但是也存在一定的不足，主要表现在处理气量小。一般情况下，在对难溶性废气进行处理过程中，不宜采用生物洗涤器[5]。
目前，生物洗涤器处理废气在我国应用还不够成熟，国内相关工作者对氯苯废气进行生物降解的实验，通过实验结果表明，降解速率受负荷影响，氯苯降解速率在负荷F<0.8mg/（g3·h）条件下能够达到90%左右。相关工作者在处理苯酚时，通过生物洗涤进行处理，通过实验结果表明，在洗涤过程中，苯酚会进行积累，对系统稳定性会产生影响[6]。
3 总结
总之，生物处理技术在挥发性有机废气体中能够产生良好的效果，所以在对挥发性有机废气处理过程中，还应加强对生物处理技术的应用力度，以此加强对挥发性有机废物的处理效果。本文主要对生物滤池、生物滴滤塔以及生物洗涤器三种生物处理技术及其研究进展进行了详细的分析以及探讨，目前生物滤池、生物滴滤塔在国内应用的较为广泛，生物洗涤器装置应用还不够成熟，正处于研究阶段，笔者认为未来我国还应加强对生物处理技术的不断研究，以此促进我国处理挥发性有机废气处理技术发展。
参考文献
[1]刘超，廖雷，彭娟等.挥发性有机废气生物处理技术研究进展[J].环境工程，2016，34（4）：95-99.
[2]罗秋容，黄世裕.分析有机废气新型处理技术应用的研究进展[J].环境与发展，2017，29（08）：91-92.
[3]李聪，刘有智，焦纬洲等.有机废气新型处理技术研究进展[J].现代化工，2014，34（2）：24-26，28.
[4]张占生.固定化微生物净化挥发性有机废气研究[D].广州：广东工业大学，2013.
[5]邢巍巍.挥发性有机废气处理技术及前景展望[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（2）：45.
[6]汪涵，郭桂悦，周玉莹等.挥发性有机废气治理技术的现状与进展[J].化工进展，2009，28（10）：1833-1841.
收稿日期：2018-01-17
作者简介：简锦泉（1984-），男，本科，中级，研究方向为环境保护。
关键词：挥发性有机废气；生物处理技术；研究进展
中图分类号：X701.7 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）03-0041-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.023
Abstract：In the process of industrial development， gas processing is heavy and difficult problems， this also should adopt scientific and reasonable method， strengthen the industrial waste gas treatment effect， this paper mainly discusses the volatile organic waste gas biological treatment technology research progress， hope to provide reference for relevant workers.
Key words： Volatile organic waste gas； Biological treatment technology； Research progress
目前我国有许多的工业企业，如石油、化工、印刷等，经常排放有机废气，对我国环境造成了严重的污染，对人们的健康也产生了严重的威胁。挥发性有机废气的成分主要包括硫化物、烃类以及氨等，部分有机废气具有一定的毒性，所以必须加强挥发性有机废气的治理，可以进行回收利用。所以本文在此进一步探讨挥发性有机废气生物处理技术研究进展，以此提高挥发性有机废气的处理技术水平。
1 生物法处理挥发性有机废气的基本理论
目前我国部分城市挥发性有机废气较为严重（如表1所示），所以还应采用合理的方法，对挥发性有机废气进行处理。在处理挥发性有机废气过程中，采用生物法处理，可以达到良好的效果。针对生物法处理挥发性有机废气已经进行较多的探究，目前应用较为广泛的“吸收-生物膜”处理方法，是由荷兰学者提出的。“吸收-生物膜”处理方法是在溶入浓度梯度作用下，将被水吸收的挥发性有机物扩散到生物膜上，通过与微生物接触后，对污染物进行的分解，将其分解成无害物质，如H2O、CO2等。之后相关工作者针对“吸收-生物膜”处理方法进行了完善，并提出了新的生物处理方法，即“吸附-生物膜”。利用该方法进行处理时，生物膜表面直接吸附污染物，通过与微生物接触后，将污染物分解成H2O、CO2等物质[1]。从上述内容可知，生物法处理挥发性有机物，其重点在于吸附降解，完善了以往的生物处理理论。如下表所示[2]：
2 挥发性有机废气的生物法处理技术
在处理挥发性有机废气过程中，利用生物法处理技术，主要是对废气进行转移，使其吸附在液膜上，使得污染物在新陈代谢作用下，实现有效降解，最终转化为成H2O、CO2等无害化物质，进而实现挥发性有机废气的有效净化。生物法处理技术具有较多的优点，具体表现在安全性好、操作简单、处理效果好以及投资运行费用低等。目前采用生物法处理技术进行废气物的净化，其涉及的装置主要包括三种，即生物滤池、生物滴滤塔以及生物洗涤器装置等。
2.1 生物滤池
利用生物滤池对废气进行处理，具体过程如下：首先利用生物滤池中的过滤器将废气中的颗粒物进行去除，其次对湿度以及温度的进行调节，之后使废气进入生物滤池中，废物污染物以及氧气经过生物填料层进行扩散，之后到载体外层的水膜被氧化分解成无害物质。在处理挥发性有机废气体时，微生物发挥了至关重要的作用，并且通过生物滤池能够将挥发性有机废气中的大部分有害物质处理掉，可以达到良好的处理效果。一般情况下，浓度在1000mg/m3以下的有机废气处理过程中适合采用生物滤池，该方法具有二次污染小、设备简单易操作等优点，但是也存在一定的不足，主要表现在滤池面积大等方面。
目前在挥发性有机废气处理过程中，生物滤池应用较为广泛，并对生物滤池的应用研究较多。生物滤池装置设计，高效降解菌采用甲苯，之后进行检验，检验结果表明：在一定的条件下，利用甲苯作为高效降解菌，最高降解率可以达到89.7%；研究人员改进了生物过滤塔，通過实验研究表明，有机废气入口浓度在25mg/m3以下，净化效率可以达到97%以上，当浓度在25mg/m3以上，随着进口气体流量增加，净化效率会下降[3]。
2.2 生物滴滤塔
生物滴滤塔是有效处理挥发性有机废气的技术之一。一层或多层填料填充塔是生物滴滤塔的主体部分，填料表面为生物膜，需要进行驯化培养。填料层应喷洒一些可溶性无机盐，在喷洒过程中，应按照自上而下的顺序，进行均匀的喷洒，之后从塔底排出，并对排出的可溶性无机盐进行循环利用。采用生物滴滤塔处理挥发性有机气体时，废气从塔底进入后，挥发性有机废气与塔内的生物膜接触后，废气会进行分解以及净化，并从塔顶释放处理后的气体，并随着废液排除代谢产物。据相关资料显示，生物滴滤塔具有较大优势，主要有净化效率高、操作简单等优点，但是对于填料需要定期进行更换，否则容易造成生物量堵塞。
生物滴滤塔在国内应用不够广泛，正处于研究阶段，相关工作者在研究生物滴滤塔时，填料采用的是菌丝体热解碳，塔中填装的填料有两种，一种为热解碳，另一种为木屑和木屑单，并采用并联方式，然后实施微生物净化苯乙烯气体实验。与单一填料相比，混合填料挂净化速度快，在一定条件下，净化效率可以达到92%以上[4]。
2.3 生物洗涤器
生物洗涤器主要由两部分组成，一部分为传质洗涤器，另一部分为生物降解反应器。微生物群存在于洗涤器中，并以悬浮状态呈现，在生物相和水相流动过程中，采用的是循环方式。在使用生物洗涤器时，需要洗涤悬浮液，常用的是活性污泥。对废气处理后，需要间隔一段时间才能实现再生。在处理挥发性有机废气时，采用生物洗滌器进行处理，其优势在于生物填料不易堵塞、反应器操作条件易控制等。但是也存在一定的不足，主要表现在处理气量小。一般情况下，在对难溶性废气进行处理过程中，不宜采用生物洗涤器[5]。
目前，生物洗涤器处理废气在我国应用还不够成熟，国内相关工作者对氯苯废气进行生物降解的实验，通过实验结果表明，降解速率受负荷影响，氯苯降解速率在负荷F<0.8mg/（g3·h）条件下能够达到90%左右。相关工作者在处理苯酚时，通过生物洗涤进行处理，通过实验结果表明，在洗涤过程中，苯酚会进行积累，对系统稳定性会产生影响[6]。
3 总结
总之，生物处理技术在挥发性有机废气体中能够产生良好的效果，所以在对挥发性有机废气处理过程中，还应加强对生物处理技术的应用力度，以此加强对挥发性有机废物的处理效果。本文主要对生物滤池、生物滴滤塔以及生物洗涤器三种生物处理技术及其研究进展进行了详细的分析以及探讨，目前生物滤池、生物滴滤塔在国内应用的较为广泛，生物洗涤器装置应用还不够成熟，正处于研究阶段，笔者认为未来我国还应加强对生物处理技术的不断研究，以此促进我国处理挥发性有机废气处理技术发展。
参考文献
[1]刘超，廖雷，彭娟等.挥发性有机废气生物处理技术研究进展[J].环境工程，2016，34（4）：95-99.
[2]罗秋容，黄世裕.分析有机废气新型处理技术应用的研究进展[J].环境与发展，2017，29（08）：91-92.
[3]李聪，刘有智，焦纬洲等.有机废气新型处理技术研究进展[J].现代化工，2014，34（2）：24-26，28.
[4]张占生.固定化微生物净化挥发性有机废气研究[D].广州：广东工业大学，2013.
[5]邢巍巍.挥发性有机废气处理技术及前景展望[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（2）：45.
[6]汪涵，郭桂悦，周玉莹等.挥发性有机废气治理技术的现状与进展[J].化工进展，2009，28（10）：1833-1841.
收稿日期：2018-01-17
作者简介：简锦泉（1984-），男，本科，中级，研究方向为环境保护。
